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有结构的材料就是指各个材料之间、材料与教学内容和教学目标之间具有紧密的联系，这样的材料叫做具有严密结构的材料，简称“有结构的材料”。近年来，越来越多的教师重视为孩子提供有结构的材料，通过让学生操作“有结构的材料”来收集事实、整理事实，在这个基础上形成概念、探求规律。但是我们在科学课上还是看到了普通存在的材料选择和控制上的误区。如材料越多越好，材料之间缺乏结构性；所有材料一起呈现，材料的时效性不能突出。如何有效地使用有结构的材料呢？
一、层次化有序地呈现材料，促进学生思维的精度
材料的种类和组合以及交给孩子们的次序就是材料的一种结构，充分发挥材料的结构性，控制好材料的出示次序，能够促进学生思维的精度。
在教学《岩石会改变模样吗》一课时，第一个班我直接让学生用砂岩做流水冲刷的模拟实验，实验现象很明显，但在交流汇报时只是实验现象的重复，学生的思维停滞在表面，难以更加深入地思考，更谈不是精确的思考了。第二个班教学时，我改变了材料，选择了花岗岩、砂岩这样一组结构性强的材料，其过程就丰满多了。
师：你觉得花岗岩在水流的作用下发生了变化吗？
生：没有，我们发现水流冲刷后的花岗岩和冲刷前的一样。
生：花岗岩发生了变化，只是变化很小，不明显。因为我们小组发现瓶中的水一开始是清澈的，经过冲刷后瓶中的水有些浑浊。
师：这个发现很重要，所有小组都观察一下，看看他的描述是否真实。
（学生再次观察）
师：花岗岩的确发生了细微的变化，我们怎样做才能使实验现象明显些呢？
生：实验的时间长点。
生：花岗岩太坚硬了，没有十年八年看不出来明显的变化的，可以换个没花岗岩这么硬的石头。
生：在瓶子中多放几块不这么硬的石头，因为石头多了，石头之间也在磨擦，效果会更明显。
师：老师这里有比花岗岩软很多的砂岩，小组长来领去，请同学生根据刚才讨论的实验方法再次实验。
（学生实验）
师：哪个小组愿意把第二次实验现象和两次实验后的感受与大家交流一下。
生：我们发现水流冲刷后的砂岩明显小了很多，这说明砂岩在水流冲刷下发现了明显的变化。这两次实验让我们感受到自然界中岩石的风化有快有慢，因为岩石的硬度不同。
生：我们的实验现象和他们一样。这两次实验让我们想到大自然的山岩有不同的外形，一方面是风化的结果，另一方面也因为岩石的特性不同。
之所以有这样不同的结果，是因为花岗岩实验的现象不明显，促使了学生去思考更换实验的材料；而两次模拟实验的操作，学生有了深刻的体验和对比。在这时材料的有序呈现，体现了很强的结构性，学生的思维也对材料的操作、观察而发展。
二、主材料辅材料有机结合，提高探究活动的深度
科学课中的材料有主要材料和辅助材料之分。如《观察我们的身体》一课中，“我们的身体”是主要材料，其他的可以作为辅助材料。
辅助材料根 据其性质，可以分为工具与非工具材料；根据材料是否现成，可以分为准备材料和已有材料；根据材料的特点，可以分为图文材料和实物材料；根据材料的价值，可以分为有关材料和无关材料。常用到的放大镜、直尺等，可以讓学生自己准备，放在工具包时，每节课都带来，教师就可以省下很多时间。课堂中要尽可能多地利用一些现成的材料，如自己的身体、文具、课桌等。图文资料可以让学生在课外收集。无关材料可以用，但不必太多。
材料不够典型，没有结构，也会影响教学效果。
如《物体在水中是沉还是浮》一课，教师主要为学生准备三份材料：第一份是不控制无关变量的一组生活材料，主要引发学生对原有认识的冲突；第二份及第三份均是控制无关变量的探究活动材料。从生活中的材料到实验用的材料，从不控制变量到控制变量，这就是材料的结构。每一份材料都应具有典型性，否则会妨碍学生思维的发展。
沉浮实验中，学生探究物体大小、轻重影响物体沉浮的两组材料，一是体积相同、轻重不同的铝、铁、塑料和木头圆柱体；二是体积相同、轻重不同的绿、红、黄、紫和咖啡色圆球。
有的老师在教学时选用了材料一，学生回答：“我们认为物体的沉浮跟物体的轻重有关，重上些的沉下去。”“我们不同意，我们认为，是材料不同沉浮就不同。”“如果铁块里面有空气，它就会变轻，就会浮起来。”“因为物体的密度不同……”导致这样的结果是因为第一组材料除了控制体积相同、轻重不同的两个变量，还存在一个不同材质的变量，对学生来说，研究物体沉浮时，物体的材质比体积大小产生的影响更大，导致部分学生最终还是认为物体的沉浮与物体的材料有关。这样的一组材料，显然并不适宜作为小学生探究物体沉浮的材料。
第二组材料除了控制体积相同、轻重不同的两个变量，还存在一个不同颜色的变量。研究物体沉浮时，学生是不会把物体的颜色与物体的轻重沉浮联系起来，即颜色这一变量不会干扰学生对物体沉浮的思维发展，是较理想的材料。
可见，若能为学生提供适合探究的典型的、有结构的材料，学生的探究就会事并功倍。
三、在材料的隐藏和呈现中，把握实验探究的梯度
材料本身代表着教师的指导性思维：材料出示的顺序隐喻着思维层次性，材料的典型性暗示材料和概念之间的关联性。所以，教师在准备材料时，要思考我们怎么用材料去驾驭孩子的思维。一些优秀的科学教师上课，整堂课不需要维持纪律，学生的探究活动有条不紊，该动手时就动手，该停就停。我常常感叹他们高超的课堂驾驭能力，他们有什么秘密武器呢？其中一项秘密武器就是通过材料来调控学生装的探究活动。
如有老师上《热气球》一课。课前，每张实验桌上放了塑料袋、蜡烛、回形针等，就是没有火柴。上课以后，学生只稍稍注意敢一下桌上的材料，就认真地听课了。直至实验时，老师才把火柴分给各组，探究活动一结束，各组刚把蜡烛吹灭，老师就把火柴收了起来，避免学生因对火柴的“兴趣”而再动手，分散实验后集中研讨的注意力。
而另一位教师在执教《怎样加快溶解》一课时，每次只给学生两块糖，尽管看起来上课时分发材料好几次，但探究活动循序渐进，避免了不必要的混乱。因为我曾遇到这样的麻烦：一些小组一下子把所有的糖块倒入水杯时，或者把所有的糖块碾碎了，导致后继的对比实验无法进行。
很多情况下，我们使用的材料完全一样，但由于呈现的时间不同，教学效果会大相径庭。给学生主动支配材料的权利，关键在于指导学生自主建构概念，而什么时候呈现材料就是教师驾驭课堂的技巧性问题了。教师不仅要保证每个学生有足以揭示概念意义的关键材料，而且教师还要考虑每种材料在学生面前出现的时机和时间，以保证材料出示后应立刻被学生接受，足以引发他们的进一步的探究活动，从而把握活动的梯度。
“材料引起学习，材料引发探究。”是对科学探究和科学材料之间关系的合理表述。科学材料在科学课堂教学中占有重要地位，有人说，没有科学材料，就没有科学探究。这句话丝毫没有夸大科学材料在科学探究活动中的作用。而实验材料的结构性能更加提高材料在科学探究活动中的作用，促进学生的思维，把握活动的梯度。
【作者单位：扬州市江都区宜陵中心小学 江苏】
一、层次化有序地呈现材料，促进学生思维的精度
材料的种类和组合以及交给孩子们的次序就是材料的一种结构，充分发挥材料的结构性，控制好材料的出示次序，能够促进学生思维的精度。
在教学《岩石会改变模样吗》一课时，第一个班我直接让学生用砂岩做流水冲刷的模拟实验，实验现象很明显，但在交流汇报时只是实验现象的重复，学生的思维停滞在表面，难以更加深入地思考，更谈不是精确的思考了。第二个班教学时，我改变了材料，选择了花岗岩、砂岩这样一组结构性强的材料，其过程就丰满多了。
师：你觉得花岗岩在水流的作用下发生了变化吗？
生：没有，我们发现水流冲刷后的花岗岩和冲刷前的一样。
生：花岗岩发生了变化，只是变化很小，不明显。因为我们小组发现瓶中的水一开始是清澈的，经过冲刷后瓶中的水有些浑浊。
师：这个发现很重要，所有小组都观察一下，看看他的描述是否真实。
（学生再次观察）
师：花岗岩的确发生了细微的变化，我们怎样做才能使实验现象明显些呢？
生：实验的时间长点。
生：花岗岩太坚硬了，没有十年八年看不出来明显的变化的，可以换个没花岗岩这么硬的石头。
生：在瓶子中多放几块不这么硬的石头，因为石头多了，石头之间也在磨擦，效果会更明显。
师：老师这里有比花岗岩软很多的砂岩，小组长来领去，请同学生根据刚才讨论的实验方法再次实验。
（学生实验）
师：哪个小组愿意把第二次实验现象和两次实验后的感受与大家交流一下。
生：我们发现水流冲刷后的砂岩明显小了很多，这说明砂岩在水流冲刷下发现了明显的变化。这两次实验让我们感受到自然界中岩石的风化有快有慢，因为岩石的硬度不同。
生：我们的实验现象和他们一样。这两次实验让我们想到大自然的山岩有不同的外形，一方面是风化的结果，另一方面也因为岩石的特性不同。
之所以有这样不同的结果，是因为花岗岩实验的现象不明显，促使了学生去思考更换实验的材料；而两次模拟实验的操作，学生有了深刻的体验和对比。在这时材料的有序呈现，体现了很强的结构性，学生的思维也对材料的操作、观察而发展。
二、主材料辅材料有机结合，提高探究活动的深度
科学课中的材料有主要材料和辅助材料之分。如《观察我们的身体》一课中，“我们的身体”是主要材料，其他的可以作为辅助材料。
辅助材料根 据其性质，可以分为工具与非工具材料；根据材料是否现成，可以分为准备材料和已有材料；根据材料的特点，可以分为图文材料和实物材料；根据材料的价值，可以分为有关材料和无关材料。常用到的放大镜、直尺等，可以讓学生自己准备，放在工具包时，每节课都带来，教师就可以省下很多时间。课堂中要尽可能多地利用一些现成的材料，如自己的身体、文具、课桌等。图文资料可以让学生在课外收集。无关材料可以用，但不必太多。
材料不够典型，没有结构，也会影响教学效果。
如《物体在水中是沉还是浮》一课，教师主要为学生准备三份材料：第一份是不控制无关变量的一组生活材料，主要引发学生对原有认识的冲突；第二份及第三份均是控制无关变量的探究活动材料。从生活中的材料到实验用的材料，从不控制变量到控制变量，这就是材料的结构。每一份材料都应具有典型性，否则会妨碍学生思维的发展。
沉浮实验中，学生探究物体大小、轻重影响物体沉浮的两组材料，一是体积相同、轻重不同的铝、铁、塑料和木头圆柱体；二是体积相同、轻重不同的绿、红、黄、紫和咖啡色圆球。
有的老师在教学时选用了材料一，学生回答：“我们认为物体的沉浮跟物体的轻重有关，重上些的沉下去。”“我们不同意，我们认为，是材料不同沉浮就不同。”“如果铁块里面有空气，它就会变轻，就会浮起来。”“因为物体的密度不同……”导致这样的结果是因为第一组材料除了控制体积相同、轻重不同的两个变量，还存在一个不同材质的变量，对学生来说，研究物体沉浮时，物体的材质比体积大小产生的影响更大，导致部分学生最终还是认为物体的沉浮与物体的材料有关。这样的一组材料，显然并不适宜作为小学生探究物体沉浮的材料。
第二组材料除了控制体积相同、轻重不同的两个变量，还存在一个不同颜色的变量。研究物体沉浮时，学生是不会把物体的颜色与物体的轻重沉浮联系起来，即颜色这一变量不会干扰学生对物体沉浮的思维发展，是较理想的材料。
可见，若能为学生提供适合探究的典型的、有结构的材料，学生的探究就会事并功倍。
三、在材料的隐藏和呈现中，把握实验探究的梯度
材料本身代表着教师的指导性思维：材料出示的顺序隐喻着思维层次性，材料的典型性暗示材料和概念之间的关联性。所以，教师在准备材料时，要思考我们怎么用材料去驾驭孩子的思维。一些优秀的科学教师上课，整堂课不需要维持纪律，学生的探究活动有条不紊，该动手时就动手，该停就停。我常常感叹他们高超的课堂驾驭能力，他们有什么秘密武器呢？其中一项秘密武器就是通过材料来调控学生装的探究活动。
如有老师上《热气球》一课。课前，每张实验桌上放了塑料袋、蜡烛、回形针等，就是没有火柴。上课以后，学生只稍稍注意敢一下桌上的材料，就认真地听课了。直至实验时，老师才把火柴分给各组，探究活动一结束，各组刚把蜡烛吹灭，老师就把火柴收了起来，避免学生因对火柴的“兴趣”而再动手，分散实验后集中研讨的注意力。
而另一位教师在执教《怎样加快溶解》一课时，每次只给学生两块糖，尽管看起来上课时分发材料好几次，但探究活动循序渐进，避免了不必要的混乱。因为我曾遇到这样的麻烦：一些小组一下子把所有的糖块倒入水杯时，或者把所有的糖块碾碎了，导致后继的对比实验无法进行。
很多情况下，我们使用的材料完全一样，但由于呈现的时间不同，教学效果会大相径庭。给学生主动支配材料的权利，关键在于指导学生自主建构概念，而什么时候呈现材料就是教师驾驭课堂的技巧性问题了。教师不仅要保证每个学生有足以揭示概念意义的关键材料，而且教师还要考虑每种材料在学生面前出现的时机和时间，以保证材料出示后应立刻被学生接受，足以引发他们的进一步的探究活动，从而把握活动的梯度。
“材料引起学习，材料引发探究。”是对科学探究和科学材料之间关系的合理表述。科学材料在科学课堂教学中占有重要地位，有人说，没有科学材料，就没有科学探究。这句话丝毫没有夸大科学材料在科学探究活动中的作用。而实验材料的结构性能更加提高材料在科学探究活动中的作用，促进学生的思维，把握活动的梯度。
【作者单位：扬州市江都区宜陵中心小学 江苏】